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Optimisation séquentielle des emplois du temps dans une plateforme logistique

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Optimisation séquentielle des emplois du temps dans une plateforme logistique. Anne-Laure Ladier , Gülgün Alpan , Bernard Penz ROADEF, 3 mars 2011. Plan. Contexte industriel. Entreprise logistique 100 000 m² de plateforme ~100 employés 3 équipes multi-clients

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optimisation s quentielle des emplois du temps dans une plateforme logistique

Optimisation séquentielle des emplois du temps dans une plateforme logistique

Anne-Laure Ladier, GülgünAlpan, Bernard Penz

ROADEF, 3 mars 2011

contexte industriel
Contexte industriel
  • Entreprise logistique
    • 100 000 m² de plateforme
    • ~100 employés
    • 3 équipes multi-clients
  • Objectif: aide à la décision pour créer
    • Planning hebdomadaire
    • Emploi du temps par tâche
  • Introduction
  • Contexte
  • Revue littérature
  • Modélisation PLVEM
  • Principe Entrées/sorties
  • Fonction objectif
  • Détail étape 1
  • Mise en œuvre
  • Méthode & résultats
  • Conclusion et perspectives

Lundi Mardi

8h-16h 8h-15h

9h-17h 9h-17h

8h-18h 8h-17h

8h00 8h15

Filmage Récep

Contrôle Récep

Prep Cariste

Anne-Laure Ladier, GülgünAlpan, Bernard Penz | 3 mars 2011

contexte industriel 2
Réception soumise à aléas

Commandes au fil de l’eau

Polycompétence

Modulation

35h / sem sur l’année

Intérim

Anne-Laure Ladier, Gülgün Alpan, Bernard Penz | 3 mars 2011

Contexte industriel (2)
  • Introduction
  • Contexte
  • Revue littérature
  • Modélisation PLVEM
  • Principe Entrées/sorties
  • Fonction objectif
  • Détail étape 1
  • Mise en œuvre
  • Méthode & résultats
  • Conclusion et perspectives
contexte industriel 3
Contexte industriel (3)
  • Temps de travail :
    • Par jour: 4 heures min, 10 heures max
    • Par semaine: 44 heures max
    • Temps de pause
  • Autres facteurs à prendre en compte:
    • Compétences, disponibilité
    • Équité, pénibilité
    • Capacités engins
  • Introduction
  • Contexte
  • Revue littérature
  • Modélisation PLVEM
  • Principe Entrées/sorties
  • Fonction objectif
  • Détail étape 1
  • Mise en œuvre
  • Méthode & résultats
  • Conclusion et perspectives

Anne-Laure Ladier, Gülgün Alpan, Bernard Penz | 3 mars 2011

revue de litt rature 1
Revue de littérature (1)
  • Baumelt et al. 2010An evolutionary algorithm in a multistage approach for an employee rostering problem with a high diversity of shifts. Chiarandini et al.2000
  • Solving employee timetabling problems with flexible workload using tabu search.

Solution approchée

  • Introduction
  • Contexte
  • Revue littérature
  • Modélisation PLVEM
  • Principe Entrées/sorties
  • Fonction objectif
  • Détail étape 1
  • Mise en œuvre
  • Méthode & résultats
  • Conclusion et perspectives

‘Day scheduling’

(hebdo / mensuel)

  • Relaxation
  • Recherche locale
  • ‘Intra-dayscheduling’
  • (quotidien)
  • Recherche locale

Güenther & Nissen, 2010

A comparison of three heuristics on a practical case of sub-daily staff scheduling.

Anne-Laure Ladier, GülgünAlpan, Bernard Penz | 3 mars 2011

revue de litt rature 2
Revue de littérature (2)
  • Yunes, 2005
  • Hybrid Column Generation Approaches for Urban Transit Crew Management Problems. Barnhart & Cohn, 2004
  • Airline Schedule Planning: Accomplishments and Opportunities.

Solution optimale

  • Introduction
  • Contexte
  • Revue littérature
  • Modélisation PLVEM
  • Principe Entrées/sorties
  • Fonction objectif
  • Détail étape 1
  • Mise en œuvre
  • Méthode & résultats
  • Conclusion et perspectives

‘Day scheduling’

(hebdo / mensuel)

  • Graphe biparti
  • Génération de colonnes
  • ‘Intra-dayscheduling’
  • (quotidien)
  • Problème de flot max
  • Brucker & Qu, 2010
  • Network flow models for Intraday scheduling problems.

Anne-Laure Ladier, GülgünAlpan, Bernard Penz | 3 mars 2011

revue de litt rature 3
Anne-Laure Ladier, GülgünAlpan, Bernard Penz | 3 mars 2011Revue de littérature (3)

Approchée

Optimale

  • Introduction
  • Contexte
  • Revue littérature
  • Modélisation PLVEM
  • Principe Entrées/sorties
  • Fonction objectif
  • Détail étape 1
  • Mise en œuvre
  • Méthode & résultats
  • Conclusion et perspectives

‘Day scheduling’

(hebdo / mensuel)

  • Graphe biparti
  • Génération de colonnes
  • Relaxation
  • Recherche locale
  • Solution
    • Proche de l’optimal
    • Day + intra-dayscheduling
    • Adaptée au contexte logistique
  • ‘Intra-dayscheduling’
  • (quotidien)
  • Recherche locale
  • Problème de flot max
principe
Anne-Laure Ladier, Gülgün Alpan, Bernard Penz | 3 mars 2011Principe

Day scheduling

Planning hebdo

Intraday

Planning du jour

Affectation des tâches pour la journée

Précision au ¼ d’heure

  • Introduction
  • Contexte
  • Revue littérature
  • Modélisation PLVEM
  • Principe Entrées/sorties
  • Fonction objectif
  • Détail étape 1
  • Mise en œuvre
  • Méthode & résultats
  • Conclusion et perspectives
  • Heures de début et fin par employé
  • Une à deux semaines

Modifications, mises à jour

principe1
Anne-Laure Ladier, Gülgün Alpan, Bernard Penz | 3 mars 2011Principe

Planning hebdo

Planning du jour

Affectation aux postes

¼ d’heure

  • Introduction
  • Contexte
  • Revue littérature
  • Modélisation PLVEM
  • Principe Entrées/sorties
  • Fonction objectif
  • Détail étape 1
  • Mise en œuvre
  • Méthode & résultats
  • Conclusion et perspectives
  • Nombre d’heures
  • Jour
  • Heures de début et fin par employé
  • Une à deux semaines
  • Horaires exacts
  • Heure & plage horaire

Étape 1

Étape 2

Étape 3

E. travaille 8 heures jeudi

E. travaille de 9h à 17h jeudi

E. est en prép. de 9h à 11h15, au filmage de 11h à 12h …

mod lisation
Modélisation
  • Programmes linéaires en variables entières et mixtes
  • Ensembles :
    • D jours
    • H heures
    • S shifts
    • I intervalles
    • E employés
    • T tâches
    • P profils intérimaires
  • Introduction
  • Contexte
  • Revue littérature
  • Modélisation PLVEM
  • Principe Entrées/sorties
  • Fonction objectif
  • Détail étape 1
  • Mise en œuvre
  • Méthode & résultats
  • Conclusion et perspectives

« 8h-14h »

« 9h-16h »…

¼ d’heure

Manutentionnaire, cariste…

Anne-Laure Ladier, Gülgün Alpan, Bernard Penz | 3 mars 2011

donn es variables tape 1
Données & variables / étape 1

Wtd

Wtdh

Wth

  • Volume de travail
  • Compétences
  • Disponibilité
  • Intérimaires
  • Nb d’heures
  • Présence
  • Heures intérim
  • Introduction
  • Contexte
  • Revue littérature
  • Modélisation PLVEM
  • Principe Entrées/sorties
  • Fonction objectif
  • Détail étape 1
  • Mise en œuvre
  • Méthode & résultats
  • Conclusion et perspectives

Cet

Cet

Aed

Ppt

Etape 1

(Jour)

Etape 2

(Heure)

Etape 3

(Intervalle)

nedt, Xedt

ped

hdtp, nIp

Anne-Laure Ladier, Gülgün Alpan, Bernard Penz | 3 mars 2011

donn es variables tape 2
Données & variables / étape 2

Wtd

Wtdh

Wth

  • Volume de travail
  • Définition des shifts
  • Nombre d’heures
  • Affectation des employés aux shifts
  • Détail par tâche
  • Introduction
  • Contexte
  • Revue littérature
  • Modélisation PLVEM
  • PrincipeEntrées/sorties
  • Fonction objectif
  • Détail étape 1
  • Mise en œuvre
  • Méthode & résultats
  • Conclusion et perspectives

Cet

Zsh

Cet

Aed

n’edt

Ppt

n’edt

Etape 1

(Jour)

Etape 2

(Heure)

Etape 3

(Intervalle)

nedt

nedt

Xedt

Xeds

ped

Yedht

hdtp

hdtp

, nIp

Anne-Laure Ladier, Gülgün Alpan, Bernard Penz | 3 mars 2011

donn es variables tape 3
Données & variables / étape 3

Wtd

Wtdh

Wth

  • Volume de travail
  • Compétence
  • Disponibilité
  • Affectation des tâches
  • Introduction
  • Contexte
  • Revue littérature
  • Modélisation PLVEM
  • Principe Entrées/sorties
  • Fonction objectif
  • Détail étape 1
  • Mise en œuvre
  • Méthode & résultats
  • Conclusion et perspectives

Cet

Cet

Zsh

Aed

n’edt

Ppt

Aei

Etape 1

(Jour)

Etape2(Heure)

Etape 3

(Intervalle)

nedt

nedt

, Xedt

Xeds

Xeds

ped

Xeti

Yedht

hdtp

, nIp

hdtp

Anne-Laure Ladier, Gülgün Alpan, Bernard Penz | 3 mars 2011

fonctions objectif
Anne-Laure Ladier, GülgünAlpan, Bernard Penz | 3 mars 2011Fonctions objectif

Situations à minimiser :

Importance relative des pénalités

Influence forte sur la solution

Paramétrage fin nécessaire

Planning hebdo

Planning du jour

Under/over staffing

Compétence <5/5

Dépassement capacité engins

Changement de tâche

Temps/poste dépassé

  • Introduction
  • Contexte
  • Revue littérature
  • Modélisation PLVEM
  • Principe Entrées/sorties
  • Fonction objectif
  • Détail étape 1
  • Mise en œuvre
  • Méthode & résultats
  • Conclusion et perspectives

a2

b3

a1

  • Embauche d’intérimaire
  • Compétence <5/5
  • Non-équité
  • Absence imprévue
  • Tps pénibilité /poste dépassé
  • Under/over staffing
  • Dépassement capacité engins
  • Erreur par rapport à l’étape 1

g3

b2

b1

a3

d2

d3

g2

g1

e3

d1

e1

m3

Étape 3/intervalle

Étape 1/jour

Étape 2/heure

d tail tape 1
Détail étape 1
  • Contraintes légales
  • Couverture du besoin
  • Rapports entre les variables
  • Introduction
  • Contexte
  • Revue littérature
  • Modélisation PLVEM
  • Principe Entrées/sorties
  • Fonction objectif
  • Détail étape 1
  • Mise en œuvre
  • Méthode & résultats
  • Conclusion et perspectives

10

d tail tape 11
Détail étape 1
  • Pénalités
  • Entiers positifs
  • Introduction
  • Contexte
  • Revue littérature
  • Modélisation PLVEM
  • Principe Entrées/sorties
  • Fonction objectif
  • Détail étape 1
  • Mise en œuvre
  • Méthode & résultats
  • Conclusion et perspectives

Anne-Laure Ladier, Gülgün Alpan, Bernard Penz | 3 mars 2011

mise en uvre
Anne-Laure Ladier, GülgünAlpan, Bernard Penz | 3 mars 2011Mise en œuvre
  • Données industrielles
    • Conversion avec Microsoft Excel
    • Taille des instances
      • 5 jours
      • 12 tâches
      • 15 employés
      • 5 profils intérimaires
  • Tests
    • IBM ILOG CPLEX optimization Studio v.12.2
    • Pentium @ 2.10GHz / 4.00Go RAM.
  • Introduction
  • Contexte
  • Revue littérature
  • Modélisation PLVEM
  • Principe Entrées/sorties
  • Fonction objectif
  • Détail étape 1
  • Mise en œuvre
  • MéthodeRésultats
  • Conclusion et perspectives
r sultats
Résultats
  • Introduction
  • Contexte
  • Revue littérature
  • Modélisation PLVEM
  • Principe Entrées/sorties
  • Fonction objectif
  • Détail étape 1
  • Mise en œuvre
  • Méthode Résultats
  • Conclusion et perspectives

Anne-Laure Ladier, Gülgün Alpan, Bernard Penz | 3 mars 2011

conclusion
Conclusion
  • Approche séquentielle pour la création d’emplois du temps
    • Nouvelle pour le contexte logistique
    • Résolution « proche de l’optimal » en temps raisonnable
  • Perspectives
    • Tests sur plus d’instances (limites, comparaison)
    • Évaluation de la qualité de la solution
  • Introduction
  • Contexte
  • Revue littérature
  • Modélisation PLVEM
  • Principe Entrées/sorties
  • Fonction objectif
  • Détail étape 1
  • Mise en œuvre
  • Méthode & résultats
  • Conclusion et perspectives

Anne-Laure Ladier, Gülgün Alpan, Bernard Penz | 3 mars 2011

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